JP7268272B2 - 光学フィルム、偏光板、および画像表示装置 - Google Patents

光学フィルム、偏光板、および画像表示装置 Download PDF

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Description

関連出願の参照
本願は、先行する日本国出願である特願2017-15454(出願日:2017年1月31日)の優先権の利益を享受するものであり、その開示内容全体は引用することにより本明細書の一部とされる。
本発明は、光学フィルム、偏光板、および画像表示装置に関する。
近年、パーソナルコンピュータやタブレット等の画像表示装置のバックライト光源としてLED(Light Emitting Diode)が積極的に採用されているが、このLEDは、ブルーライトと呼ばれる光を強く発している。
ブルーライトは、波長380~495nmの光で紫外線に近い性質を持っており、強いエネルギーを有しているため、角膜や水晶体で吸収されずに網膜に到達することで、網膜の損傷、眼精疲労、睡眠への悪影響等の原因になると言われている。このため、画像表示装置において、ブルーライトを遮蔽することが望まれている。
このようなブルーライトの問題を解決する方法として、例えば、画像表示装置等に用いられる光学フィルムを構成する光透過性基材や光透過性機能層に、色素および紫外線吸収剤を含有させる方法が考えられる(例えば、特開2014-10947号公報参照)。
なお、外部で発生する紫外光および一部の可視光を遮断して表示パネルの劣化を抑制するために、光学フィルムを構成する粘着層に色素および/または紫外線吸収剤を含有させる方法も考えられている。
しかしながら、従来の光学フィルムを構成する光透過性基材等に添加される色素および/または紫外線吸収剤は、吸収波長領域が300~360nm付近を中心とした比較的短い波長領域であったため、ブルーライト遮蔽性能は充分とは言えないものであった。
一方で、ブルーライトのうち、比較的長い波長領域は、透過光の色味に影響を与えるため、比較的長い波長領域の光を吸収しすぎると、光学フィルムが黄色味を帯びてしまうことがある。
さらに、粘着層に色素および/または紫外線吸収剤を含有させた場合には、粘着力が低下してしまうので、環境試験時に被着体からの剥離や浮きが生じてしまうおそれがある。このため、粘着層の膜厚を10μm以上にする必要があるので、光学フィルムの薄型化を図ることができないおそれがある。
本発明は、上記現状に鑑みて、ブルーライトを遮蔽でき、黄色味を抑制でき、かつ薄型化を図ることができる光学フィルム、このような光学フィルムを備える偏光板および画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題に対して鋭意研究を重ねたところ、ブルーライトの波長のうち、波長380nm以下の波長領域の光を充分に吸収させる一方で、波長410nm付近の波長領域の光を適度に透過させ、かつ波長440nm以上の光を充分に透過させるようにすることで、ブルーライトを遮蔽でき、かつ光学フィルムの黄色味を抑制でき、また分光透過率調整剤を粘着層ではなく、膜厚が薄い光透過性機能層に含有させることで、薄型化を図ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の一の態様によれば、光透過性基材と、前記光透過性基材の一方の面側に設けられた光透過性機能層とを備える光学フィルムであって、波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満であり、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上であり、前記光透過性機能層の膜厚が、9μm以下である、光学フィルムが提供される。
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムのイエローインデックスが、1以上12以下であってもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムのブルーライトの遮蔽率が、30%以上であってもよい。
上記光学フィルムにおいて、最小二乗法を用いて得られた波長410nm~420nmの範囲の透過スペクトルの傾きが、2以上であってもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムの表面の算術平均さ(Ra)が、10nm未満であってもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光学フィルムの表面が、凹凸面となっていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性機能層が、樹脂および分光透過率調整剤を含む分光透過率調整層を備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性機能層が、分光透過率調整層と、前記分光透過率調整層における前記光透過性基材側とは反対側に設けられたオーバーコート層とを備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性機能層が、分光透過率調整層と、前記分光透過率調整層における前記光透過性基材側とは反対側に設けられた積層構造の複数の蒸着層とを備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性機能層が、分光透過率調整層と、前記分光透過率調整層における前記光透過性基材側の面とは反対側の面に設けられ、かつ互いに屈折率が異なる積層構造の複数の不可視化層とを備えていてもよい。
上記光学フィルムにおいて、前記光透過性機能層が、分光透過率調整層と、前記分光透過率調整層における前記光透過性基材側とは反対側に設けられ、かつ屈折率が前記分光透過率調整層の屈折率よりも低い低屈折率層とを備えていてもよい。
本発明の他の態様によれば、上記光学フィルムと、前記光学フィルムの一方の面側に設けられた偏光子と、を備える、偏光板が提供される。
本発明の他の態様によれば、表示素子と、前記表示素子よりも観察者側に配置された上記光学フィルムまたは上記偏光板とを備える、画像表示装置が提供される。
上記画像表示装置において、前記表示素子が、有機発光ダイオード表示素子であってもよい。
本発明の一の態様によれば、ブルーライトを遮蔽でき、黄色味を抑制でき、かつ薄型化を図ることができる光学フィルムを提供することができる。また、本発明の他の態様によれば、このような光学フィルムを備える偏光板および画像表示装置を提供することができる。
図1は、実施形態に係る光学フィルムの概略構成図である。 図2は、実施形態に係る光学フィルムの分光透過率の例を示すグラフである。 図3は、実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。 図4は、θaの測定方法の説明図である。 図5は、実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。 図6は、実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。 図7は、実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図である。 図8は、実施形態に係る偏光板の概略構成図である。 図9は、実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。 図10は、実施例および比較例に係る光学フィルムの分光透過率を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態に係る光学フィルムおよび画像表示装置について、図面を参照しながら説明する。本明細書において、「フィルム」、「シート」等の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。したがって、例えば、「フィルム」はシートとも呼ばれるような部材も含む意味で用いられる。図1は本実施形態に係る光学フィルムの概略構成図であり、図2は本実施形態に係る光学フィルムの分光透過率の例を示すグラフである。図3、図5~図7は本実施形態に係る他の光学フィルムの概略構成図であり、図4はθaの測定方法の説明図である。
<<<<光学フィルム>>>>
図1に示される光学フィルム10は、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。光学フィルムにおける波長380nmにおける分光透過率が1%以上であると、ブルーライトの遮蔽率が低下するので、ブルーライトの問題を解決できないおそれがある。また、光学フィルムにおける波長410nmにおける分光透過率が10%未満であると、光学フィルムの黄色味が抑制できないおそれがあり、また波長410nmにおける分光透過率が60%以上であると、ブルーライトの問題が解決できず、透過光が悪影響を与えるおそれがある。光学フィルムにおける波長440nmにおける分光透過率が70%未満であると、イエローインデックスが高く光学フィルム自体の色味が黄色くなり、また可視光領域の透過率が低下するため、光学フィルムの特性として適さないおそれがある。
分光透過率は、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能な分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの光透過性基材側が光源側となるように配置した状態で、以下の測定条件で、波長380nm、410nm、および440nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって求めるものとする。なお、波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率は、それぞれ3回測定して得られた値の算術平均値とする。また、分光透過率のスペクトルにうねりが出るようであれば、デルタ5.0nmでスムージング処理を行ってもよい。
(測定条件)
・波長域:300nm~780nm
・スキャン速度:高速
・スリット幅:2.0
・サンプリング間隔:オート(0.5nm間隔)
・照明:C
・光源:D2およびWI
・視野:2°
・光源切替波長:360nm
・S/R切替:標準
・検出器:PM
・オートゼロ:ベースラインのスキャン後550nmにて実施
光学フィルム10の光の透過率は、波長380nmまでは殆ど0%であるが、波長410nmから徐々に光の透過が大きくなり、波長440nm付近で急激に光の透過が大きくなっていることを表している。具体的には、例えば、図2に示すように、光学フィルム10では、波長380nmから440nmの間で分光透過率がシグモイド型の曲線を描くように変化している。
光学フィルム10においては、ブルーライトをより遮蔽する観点から、波長380nmにおける分光透過率は0.5%未満であることが好ましく、0.2%未満であることがより好ましい。光学フィルム10においては、黄色味をより抑制する観点から、波長410nmにおける分光透過率の下限は10%を超えることが好ましく、13%以上であることがより好ましく、15%以上であることがさらに好ましい。光学フィルム10においては、ブルーライト遮蔽性能の発揮の観点から、波長410nmにおける分光透過率の上限は58%未満であることが好ましく、55%以下であることがより好ましい。光学フィルム10においては、波長440nmにおける分光透過率は、着色による視認性低下の抑制および透明性の確保の観点から、75%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。
光学フィルム10は、波長420nmにおける分光透過率が45%以上70%以下であることが好ましい。波長420nmにおける分光透過率をこの範囲内にすることによって、ブルーライト遮蔽性能の発揮、着色による視認性低下の抑制および透明性の確保を図ることができる。光学フィルム10における波長420nmにおける分光透過率も、波長380nm等における分光透過率と同様に測定するものとする。
光学フィルム10においては、波長480nm~780nmにおける分光透過率が、波長400~450nmにおける分光透過率の最大値に対して10%以上低下しないことが好ましい。後述するイエローインデックスを低下させるために、分光透過率調整層に波長480~780nmの光を吸収する吸収波長域の異なる色素を添加することも可能であるが、吸収波長域の異なる色素を添加すると、480nm~780nmの波長域の分光透過率が低下し、光透過性が悪化してしまう。これに対し、光学フィルム10においては、後述する分光透過率調整層13に吸収波長域の異なる色素を添加せずに、低いイエローインデックスを実現することができる。分光透過率は、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能な分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)を内に光学フィルムの光透過性基材側が光源側となるように配置した状態で、300~480nmに関しては各波長において前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を、480nm~780nmの波長域に関してはフィルムの干渉による透過率のノイズを補正するため各波長においてそれぞれ前後20nmの間で検出した全てのポイントの透過率を測定し、その平均値を算出することによって求めるものとする。なお、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様である。
光学フィルムに粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設けられている場合には、粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、波長380nm、410nm、420nm、440nmにおける分光透過率を測定するものとする。他のフィルムの剥離は、例えば、以下のようにして行うことができる。まず、光学フィルムに粘着層や接着層を介して他のフィルムが付いた積層体をドライヤーで加熱し、光学フィルムと他のフィルムの界面と思われる部位にカッターの刃先を入れて、ゆっくりと剥離していく。このような加熱と剥離を繰り返すことで、粘着層や接着層および他のフィルムを剥離することができる。なお、このような剥離工程があったとしても、分光透過率の測定には大きな影響はない。
光学フィルム10は、イエローインデックス(YI)が1以上12以下であることが好ましい。光学フィルムのYIが1未満であると、ブルーライトの遮蔽率が低下してしまうおそれがあり、また光学フィルムのYIが12を超えると、光学フィルムの黄色味が目立ち、透明性が求められる用途に適用できないおそれがある。イエローインデックス(YI)は、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの光透過性基材側が光源側となるように配置した状態で測定した光学フィルムの波長300nm~780nmの透過率から、JIS Z8722:2009に記載された演算式に従って色度三刺激値X、Y、Zを計算し、三刺激値X、Y、ZからASTM D1925:1962に記載された演算式に従って算出される値である。イエローインデックス(YI)は、光学フィルム1枚に対して波長300nm~780nmの透過率を3回測定することによって3回算出し、3回算出して得られた値の算術平均値とする。なお、UV-2450においては、イエローインデックスは、UV-2450に接続されたモニター上で、上記透過率の測定データを読み込み、計算項目にて「YI」の項目にチェックを入れることによって算出される。波長300nm~780nmの透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様である。YIの下限は、本来は高透明性の確保という観点から低い方が好ましいが、ブルーライトカット性能も付与することを考えると、2以上、3以上であることがより好ましい(数値が大きい方が好ましい)。ただし、YIが大きすぎると今度は黄色味が強くなってしまう場合がある。このため、YIの上限は、10以下、7以下、6以下であることがより好ましい(数値が小さい方が好ましい)。
また、光学フィルムに粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、イエローインデックス(YI)を測定するものとする。なお、このような剥離工程があったとしても、イエローインデックス(YI)の測定には大きな影響はない。
光学フィルム10は、ブルーライトの遮蔽率が30%以上であることが好ましい。ブルーライトの遮蔽率が30%未満であると、上述したブルーライトに起因した問題が充分に解消できないことがある。このようなブルーライト遮蔽率は、例えば、分光透過率調整層13に後述するセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体を含むことで、達成することができる。上記ブルーライトの遮蔽率は、JIS T7333:2005により算出される値であり、以下のように求めるものとする。まず、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、分透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した状態で、波長380nm~495nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長380nm~495nmの分光透過率をそれぞれ求める。そして、ブルーライトカット率(%)をAとし、380nm~495nmの透過率の平均値(%)をBとして、ブルーカット率を下記式によって求める。なお、ブルーライトの遮蔽率は、3回測定して得られた値の算術平均値とする。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様である。
A=100-B
また、光学フィルムに粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、ブルーライトの遮蔽率を測定するものとする。なお、このような剥離工程があったとしても、ブルーライトの遮蔽率の測定には大きな影響はない。
光学フィルム10は、最小二乗法を用いて得られた波長410nm~420nmの範囲の透過スペクトルの傾きが、2以上であることが好ましい。上記傾きが2以上であれば、ブルーライトの光波長領域、例えば、波長380nm~495nmの波長領域において充分に光をカットできる。また、ブルーライトの光波長領域(波長380nm~495nm)をカットしすぎている場合、画像表示装置のバックライトや発光波長領域(例えば、OLEDの波長430nmからの発光)に干渉してしまい、YIを初めとする色味が悪くなるといった不具合が発生する可能性が大きくなることがあるが、上記傾きが2以上であれば、このような不具合の発生も抑制できる。上記傾きは、選択的に対象の波長の光をカットする観点から大きい方が好ましいので、上記傾きの上限は特には限定されないが、上記傾きの上限は、例えば、20以下、10以下とすることができる。
上記傾きは、以下のようにして求めるものとする。まず、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、例えば、透過率を0.5%刻みにて測定可能な分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した状態で、波長410nm~420nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長410nm~420nmの分光透過率をそれぞれ求める。次いで、得られた分光透過率を用いて、最小二乗法によって波長410nm~420nmの分光透過率の傾きを求める。なお、上記傾きは、3回測定して得られた値の算術平均値とする。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様である。
光学フィルム10は、帯電防止性能を有することが好ましい。光学フィルム10が帯電防止性能を有することで、光学フィルム10をIPS方式の液晶表示装置に特に好適に用いることができる。なお、液晶表示装置がIPS方式の液晶表示装置である場合、光学フィルム10の表面抵抗値は、1010Ω/□以下であることが好ましく、10Ω/□以下であることが好ましい。特に、液晶表示装置がインセルタッチパネル付きIPS方式の液晶表示装置である場合には、光学フィルム10の表面抵抗値は10Ω/□以上1010Ω/□以下であることが好ましい。液晶表示装置がインセルタッチパネル付きIPS方式の液晶表示装置である場合には、光学フィルム10の表面抵抗値の下限は10Ω/□以上であることがより好ましく、上限は10Ω/□以下であることがより好ましい。
表面抵抗値は、抵抗率計(製品名「ハイレスターUP MCP-HT450」、株式会社三菱ケミカルアナリテック製、プローブ:URSプローブ(MCP-HTP14))を用いて、温度25±4℃、湿度50±10%の環境下で、500Vの印加電圧にて測定するものとする。
上記帯電防止性能は、光学フィルム10を構成する光透過性機能層12に帯電防止剤を含有させることで得ることができる。上記帯電防止剤としては特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、第4級アンモニウム塩等のカチオン性帯電防止剤や、スズドープ酸化インジウム(ITO)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO)等の粒子や導電性ポリマー等を用いることができる。上記帯電防止剤を用いる場合、その含有量は、全固形分の合計質量に対して1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
光学フィルム10は、折り曲げ可能となっていることが好ましい。具体的には、JIS K5600-5-1:1999に記載されているマンドレル試験に準じ、光透過性機能層12を外側または内側となるように光学フィルム10を直径2mmのステンレス棒に巻き付けたときに、光学フィルム10にクラック(ひび)が発生しないこと好ましい。マンドレル試験は、100mm×25mmの大きさに切り出した光学フィルムを直径2mmのステンレス棒に光学フィルムの長辺方向の両端部が対向するように巻き付け、5秒間保持した後、光学フィルムを開放することによって行われ、ステンレス棒に接していた光学フィルムの短辺方向にクラックが発生しているかを確認する。
光学フィルム10の一方の面側に粘着層や接着層を介して偏光板等の他のフィルムが設けられている場合には、上記と同様の方法によって粘着層や接着層とともに他のフィルムを剥離してから、マンドレル試験を行うものとする。なお、このような剥離工程があったとしても、マンドレル試験の結果には大きな影響はない。
光学フィルム10は、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層12とから構成されている。本明細書における「光透過性機能層」とは、光透過性を有し、かつ光学フィルムにおいて、何らかの機能を発揮することを意図された層である。具体的には、光透過性機能層は、例えば、分光透過率調整層、オーバーコート層、防眩層、不可視化層、屈折率調整層、防汚層またはこれらの組み合わせ等が挙げられる。光透過性機能層は、単層構造となっていてもよいが、光透過性機能層が2層以上積層された多層構造となっていてもよい。
光学フィルム10の表面10Aは、光透過性機能層12の表面12Aとなっている。「光透過性機能層の表面」とは、光透過性機能層における光透過性基材側の面とは反対側の面を意味するものとする。
光学フィルム10の表面10A(光透過性機能層12の表面12A)の算術平均粗さRaは、10nm未満であることが好ましい。上記Raを満たす場合、光学フィルム10はクリアフィルムであり、極めて優れた透明性を有するものとなる。上記Raは、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムの表面において、表面粗さ測定器(製品名「SE-3400」、株式会社小坂研究所製)を用いて、下記の測定条件でJIS B0601:1994に準拠する方法で測定することによって求めることができる。
(1)表面粗さ検出部の触針(小坂研究所製の製品名「SE2555N」(2μm標準))
・先端曲率半径2μm、頂角90度、材質ダイヤモンド
(2)表面粗さ測定器の測定条件
・基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):0.8mm
・評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):4.0mm
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・予備長さ:(カットオフ値λc)×2
・縦倍率:20000倍
・横倍率:10倍
なお、上記Raは、光学フィルム10の表面10Aにおいて、少なくとも目視で異常のない箇所(大きい異物や擦りキズ等がない箇所)をランダムに3箇所選択し、それらの箇所において測定された値の算術平均値とする。上記Raの上限は8nm以下であることより好ましい。
また、上記Raは、原子間力顕微鏡(製品名「WET-9100」、島津製作所製)を用いても測定が可能である。具体的には、まず、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムの表面において、光学フィルムにおいて、少なくとも目視で異常のない箇所(大きい異物や擦りキズ等がない箇所)をランダムに3箇所選び出し、5mm角にカットして、3つのサンプルを得る。一方で、直径15mmおよび厚み1mmの平坦な円形の金属板を複数用意し、それぞれの金属板に、日新EM株式会社製のカーボン両面テープを貼り付ける。そのテープ上に1つのサンプルを、サンプルの表面(光学フィルムの表面)が上側となるように貼り付ける。そして、テープとサンプルの接着を確実なものとするために、サンプル付き金属板をデシケーターの中で一晩放置する。一晩放置後、サンプル付き金属板を原子間力顕微鏡(製品名「WET-9400」、島津製作所製)の測定台の上に磁石で固定し、タッピングモードにて、測定エリア5μm角で、原子間力顕微鏡により表面形状を観察する。そして、観察したデータから原子間力顕微鏡に内蔵されている面解析ソフトを用いて、Raを算出する。なお、面解析時における縦のスケールは20nmとする。観察は室温で行い、カンチレバーとしてはNanoWorld社製のNCHR-20を使用する。また、観察に際しては、1つのサンプルに対して、ランダムに5箇所を選び、3サンプル×5箇所(計15点)について、それぞれ表面形状を観察する。そして、得られた15点のデータ全てにおいて、原子間力顕微鏡に内蔵の面解析ソフトを用いてRaを算出し、15点の算術平均値をサンプルのRaとする。
光学フィルム10の用途は、特に限定されないが、光学フィルム10の用途としては、例えば、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ(PC)、ウェアラブル端末、デジタルサイネージ、テレビジョン、カーナビゲーション等の画像表示装置が挙げられる。また、光学フィルム10は、車載用途にも適している。上記各画像表示装置の形態としては、フォールダブル、ローラブルといったフレキシブル性を必要とする用途にも好ましい。
光学フィルム10は、所望の大きさにカットされていてもよいが、ロール状であってもよい。光学フィルム10が所望の大きさにカットされている場合、光学フィルムの大きさは、特に制限されず、画像表示装置の表示面の大きさに応じて適宜決定される。具体的には、光学フィルム10の大きさは、例えば、2.8インチ以上500インチ以下となっていてもよい。本明細書における「インチ」とは、光学フィルムが四角形状である場合には対角線の長さを意味し、円形状である場合には直径を意味し、楕円形状である場合には、短径と長径の和の平均値を意味するものとする。ここで、光学フィルムが四角形状である場合、上記インチを求める際の光学フィルムの縦横比は、画像表示装置の表示画面として問題がなければ特に限定されない。例えば、縦:横=1:1、4:3、16:10、16:9、2:1等が挙げられる。ただし、特に、デザイン性に富む車載用途やデジタルサイネージにおいては、このような縦横比に限定されない。また、光学フィルム10の大きさが大きい場合には、任意の位置からA5サイズ(148mm×210mm)に切り出した後、各測定項目の大きさに切り出すものとする。
<<<光透過性基材>>>
光透過性基材11としては、光透過性を有する基材である。光透過性基材を構成材料としては、特に限定されず、例えば、例えば、ポリエステル系樹脂、アセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等の光透過性樹脂やこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、アセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましく、さらに、これらの中でも高透明性等の点からアセチルセルロース系樹脂、特にトリアセチルセルロース系樹脂が好ましく、またフレキシブル性の点からポリイミド系樹脂やポリアミド系樹脂がより好ましい。光透過性基材は必要に応じて、可塑剤、紫外線吸收剤、易滑剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレンテレフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートの少なくとも1種を構成成分とする樹脂等が挙げられる。ポリエステル系樹脂を用いた場合、紫外光が照射されると励起されて蛍光を発する性質を有することが知られている。このような蛍光は、表示面の色味に影響を及ぼすことがあったが、光学フィルム10では、上述のように波長380nm以下の光はほぼ遮蔽するものであるため、光透過性基材11にポリエステル系樹脂を用いたとしても、蛍光が生じることを好適に防止することができる。
アセチルセルロース系樹脂としては、例えば、トリアセチルセルロース系樹脂、ジアセチルセルロース系樹脂が挙げられる。トリアセチルセルロース系樹脂は、可視光域380~780nmにおいて、平均光透過率を50%以上とすることが可能な樹脂である。トリアセチルセルロース系樹脂の平均光透過率は70%以上、更に85%以上であることが好ましい。
なお、トリアセチルセルロース系樹脂としては、純粋なトリアセチルセルロース以外に、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートの如くセルロースとエステルを形成する脂肪酸として酢酸以外の成分も併用した物であってもよい。また、これらトリアセチルセルロースには、必要に応じて、ジアセチルセルロース等の他のセルロース低級脂肪酸エステルが添加されていてもよい。
シクロオレフィンポリマー系樹脂としては、例えばノルボルネン系モノマーおよび単環シクロオレフィンモノマー等の重合体が挙げられる。シクロオレフィンポリマー系基材の市販品としては、例えば、日本ゼオン株式会社製のゼオネックスやゼオノア(ノルボルネン系樹脂)、住友ベークライト株式会社製のスミライトFS-1700、JSR株式会社製のアートン(変性ノルボルネン系樹脂)、三井化学株式会社製のアペル(環状オレフィン共重合体)、Ticona社製のTopas(環状オレフィン共重合体)、日立化成株式会社製のオプトレッツOZ-1000シリーズ(脂環式アクリル樹脂)等が挙げられる。
ポリカーボネート系樹脂としては、例えば、ビスフェノール類(ビスフェノールA等)をベースとする芳香族ポリカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート等の脂肪族ポリカーボネート等が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸メチル-(メタ)アクリル酸ブチル共重合体等が挙げられる。
ポリイミド系樹脂としては、例えば、下記式で表される構造を有する化合物が挙げられる。下記式中、nは、繰り返し単位であり、2以上の整数を表す。
Figure 0007268272000001
Figure 0007268272000002
Figure 0007268272000003
Figure 0007268272000004
Figure 0007268272000005
Figure 0007268272000006
Figure 0007268272000007
Figure 0007268272000008
Figure 0007268272000009
Figure 0007268272000010
Figure 0007268272000011
Figure 0007268272000012
Figure 0007268272000013
Figure 0007268272000014
Figure 0007268272000015
Figure 0007268272000016
Figure 0007268272000017
ポリアミド系樹脂は、脂肪族ポリアミドのみならず、芳香族ポリアミド(アラミド)を含む概念である。ポリアミド系樹脂としては、一般的に、下記式(18)および(19)で表される骨格を有するものであり、上記ポリアミド系樹脂としては、例えば、下記式(20)で表される化合物が挙げられる。なお、下記式中、nは、繰り返し単位であり、2以上の整数を表す。
Figure 0007268272000018
Figure 0007268272000019
Figure 0007268272000020
上記式(1)~(17)および(20)で表されるポリイミド系樹脂またはポリアミド系樹脂からなる基材は、市販のものを用いても良い。上記ポリイミド系樹脂からなる基材の市販品としては、例えば、三菱ガス化学社製のネオプリム等が挙げられ、上記ポリアミド系樹脂からなる基材の市販品としては、例えば、東レ社製のミクトロン等が挙げられる。
光透過性基材11の厚みは、特に限定されないが、250μm以下であることが好ましい。光透過性基材11の厚みが250μm以下であれば、光学フィルムの可撓性が確保できるとともに薄型化を図ることができる。光透過性基材11の厚みの下限は、光学フィルム10の機械的強度向上の観点から10μm以上が好ましい。光透過性基材11の厚みの上限は、125μm以下であることがより好ましく、115μm以下であることがさらに好ましく、100μm以下であることが最も好ましい。光透過性基材の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光透過性基材の断面を撮影し、その断面の画像において光透過性基材の厚みを20箇所測定し、その20箇所の厚みの算術平均値を求めることによって求めることができる。なお、走査型電子顕微鏡による撮影は、光透過性基材の厚みに適した倍率にて、光透過性基材と光透過性機能層との界面ラインを明確にした上で行うものとする。具体的には、例えば、光透過性基材の厚みが50μmの場合には1000倍、また100μmの場合には500倍のように光透過性基材の厚みによって倍率を適宜調整する。
光透過性基材11は、表面に予めスパッタリング、コロナ放電、紫外線照射、電子線照射、化成、酸化等のエッチング処理や下塗り処理が施されていてもよい。これらの処理が予め施されていることで、上記光透過性基材上に形成される光透過性機能層等との密着性を向上させることができる。また、光透過性機能層等を形成する前に、必要に応じて溶剤洗浄や超音波洗浄等により、光透過性基材の表面は、除塵、清浄化されていてもよい。
<<<光透過性機能層>>>
光透過性機能層12は、分光透過率調整層13と、分光透過率調整層における光透過性基材11側とは反対側に設けられたオーバーコート層14とを備えている。なお、図1においては、光透過性機能層12は、分光透過率調整層13とオーバーコート層14から構成されているが、分光透過率調整層13のみから構成されていてもよい。
光透過性機能層12の膜厚は、9μm以下となっている。光透過性機能層の膜厚が9μmを超えると、光透過性機能層がひずみ応力によって割れるおそれがある。「光透過性機能層の膜厚」とは、顕微鏡画像のコントラスト差により光透過性基材と光透過性機能層との界面ラインを目視観察できるので、この界面ラインから光透過性機能層の表面までの距離を意味する。光透過性機能層が単層構造の場合には、顕微鏡画像のコントラスト差により光透過性基材と光透過性機能層との界面ラインを目視観察できるので、膜厚も明確に測定できる。一方で、光透過性機能層が多層構造の場合には、光透過性機能層間の界面ラインが明確に確認できない場合がある。ここで、光透過性機能層が、多層構造の場合には、「光透過性機能層の膜厚」とは、各光透過性機能層の膜厚の合計とする。これにより、光透過性機能層が多層構造であって、光透過性機能層間の界面ラインが明確に確認できない場合であっても、光透過性機能層の膜厚を測定することができる。光透過性機能層12の膜厚の下限は、光透過性機能層の膜厚の均一性をより保つ観点から、0.5μm以上、1μm以上、1.5μm以上、2μm以上、2.5μm以上、3μm以上であることが好ましく、光透過性機能層12の膜厚の上限は、8μm以下、7μm以下、6μm以下であることがより好ましい(数値が小さいほど好ましい)。光透過性機能層の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、光透過性機能層の断面を撮影し、その断面の画像において光透過性機能層の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値を求めることによって求めることができる。
具体的な断面写真の撮影方法は以下の通りとする。まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm~300nm程度の切片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いる。そして、この穴等がない均一な切片が切り出された残りのブロックを測定サンプルとする。その後、走査型電子顕微鏡(SEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影する。上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、検出器を「SE」、加速電圧を「3kV」、エミッション電流を「10μA」にして断面観察を行った。倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよび明るさを各層が見分けられるか観察しながら100~10万倍、好ましくは光透過性機能層の膜厚に応じて1000倍~1万倍で適宜調節する。なお、膜厚の測定ぶれを低減するために、光透過性機能層の膜厚を極力低倍率で測定することが推奨される。例えば、光透過性機能層の膜厚が9μm程度の場合には倍率2000倍、5μm程度の場合には倍率2000~5000倍が好ましい。さらに、アパーチャーを「ビームモニタ絞り1」にし、対物レンズ絞りを「2」にし、またW.D.を「8mm」にする。
<<分光透過率調整層>>
分光透過率調整層13は、樹脂および分光透過率調整剤を含む層である。なお、分光透過率調整層13は、樹脂および分光透過率調整剤の他に、無機粒子、レベリング剤およびラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤等の重合開始剤やその残渣を含んでいてもよい。
分光透過率調整層13の膜厚は、9μm以下であることが好ましい。分光透過率調整層の膜厚が9μmを超えると、分光透過率調整層がひずみ応力によって割れるおそれがある。分光透過率調整層13の膜厚は、光透過性機能層12の膜厚と同様の方法によって求めることができる。分光透過率調整層13の膜厚の下限は、0.5μm以上、1μm以上、1.5μm以上、2μm以上、2.5μm以上、3μmであることがより好ましく、分光透過率調整層13の膜厚の上限は、8μm以下、7μm以下、6μm以下、5μm以下であることがより好ましい(数値が小さいほど好ましい)。
分光透過率調整層13のナノインデンテーション法による硬度(インデンテーション硬さは、120MPa以上となっていることが好ましい。分光透過率調整層13のインデンテーション硬さが120MPa以上であれば、面内の厚みバラつきを抑制できるほか、光学フィルムの取り扱い時の擦れにより傷が生じることを抑制できる。本明細書において、「インデンテーション硬さ」とは、ナノインデンテーション法による硬度測定により、圧子を最大押し込み荷重300μNで押込んだときの硬度である。分光透過率調整層13のインデンテーション硬さの下限は、200MPa以上となっていることが好ましい。分光透過率調整層13のインデンテーション硬さの上限は、可撓性の観点から、400MPa以下、300MPa以下となっていることが好ましい(数値が小さいほど好ましい)。なお、層が柔らか過ぎると、インデンテーション硬さは測定できないので、粘着層はインデンテーション硬さを測定できないことがある。
インデンテーション硬さの測定は、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて行うものとする。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、ナノインデンテーション法での硬度測定に適した測定用サンプルを作製する。測定用サンプルの作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いることができる。次いで、図1のように光透過性機能層が多層構造である場合には、例えば、このような測定サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されるか否か確認する。なお、光透過性機能層が単層構造である場合には、このようなSEMによる観察は省略できる。次いで、測定サンプルの圧子を押し込む面がステージの載置面と平行となるように測定サンプルをHYSITRON(ハイジトロン)社製のTI950 TriboIndenterのステージに固定する。そして、SEMによる観察で、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察される場合には、分光透過率調整層の中央の平坦な部分に、また分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されない場合には、光透過性機能層の中央の平坦な部分に、荷重制御方式で、最大押し込み荷重が300μNとなるように、バーコビッチ型圧子を10nm/sの速度で測定位置に押し込み、その後、最大荷重で5秒間保持した後に同速度で除荷をする。そして、このときの押し込み荷重F(μN)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、荷重-変位曲線を作成し、作成された荷重-変位曲線から、最大押し込み荷重Fmax(N)を、圧子と分光透過率調整層が接している投影面積A(mm)で除した値により求めることができる。上記Aは装置標準の方法で圧子先端曲率を補正した接触投影面積とする。なお、インデンテーション硬さは、10箇所測定して得られた値の算術平均値とする。
<樹脂>
分光透過率調整層13に含まれる樹脂としては、電離放射線重合性化合物の重合物を含むものである。樹脂は、電離放射線重合性化合物の重合物の他、溶剤乾燥型樹脂や熱硬化性化合物を含んでいてもよい。
(電離放射線重合性化合物)
電離放射線重合性化合物は、電離放射線重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。本明細書における、「電離放射線重合性官能基」とは、電離放射線照射により重合反応し得る官能基である。電離放射線重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和基が挙げられる。なお、本明細書における「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。また、電離放射線重合性化合物を重合する際に照射される電離放射線としては、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線が挙げられる。
エチレン性不飽和基を1つ有する電離放射線重合性化合物としては、例えば、エチル(メタ)アクリレート、エチルヘキシル(メタ)アクリレート、スチレン、メチルスチレン、N-ビニルピロリドン等を挙げることができる。エチレン性不飽和基を2以上有する電離放射線重合性化合物としては、例えば、ポリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等の多官能化合物、又は、上記多官能化合物と(メタ)アクリレート等の反応生成物(例えば多価アルコールのポリ(メタ)アクリレートエステル)等を挙げることができる。
上記化合物のほかに、エチレン性不飽和基を有する比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も上記電離放射線重合性化合物として使用することができる。
電離放射線重合性化合物としては、電離放射線重合性モノマー、電離放射線重合性オリゴマー、および/または電離放射線重合性プレポリマーを適宜調製して用いることができる。電離放射線重合性化合物としては、光学フィルムにおいて優れた折り畳み性を得る観点から、少なくとも電離放射線重合性プレポリマーを用いることが好ましい。電離放射線重合性プレポリマーとしては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられる。
(溶剤乾燥型樹脂)
溶剤乾燥型樹脂は、熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂である。溶剤乾燥型樹脂を併用することによって、塗布面の被膜欠陥を有効に防止することができる。上記電離放射線重合性化合物と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
上記熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ハロゲン含有樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、セルロース誘導体、シリコーン系樹脂及びゴム又はエラストマー等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂は、非結晶性で、かつ有機溶媒(特に複数のポリマーや重合性化合物を溶解可能な共通溶媒)に可溶であることが好ましい。特に、製膜性、透明性や耐候性の観点から、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、セルロース誘導体(セルロースエステル類等)等が好ましい。
(熱硬化性化合物)
熱硬化性化合物としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン-尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。
<分光透過率調整剤>
分光透過率調整剤は、光学フィルム10の分光透過率を調整するものである。分光透過率調整層13に、例えば、下記一般式(21)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール(製品名「Tinuvin234」、BASF社製)、2-(5-クロロ-2-ベンゾトリアゾリル)-6-tert-ブチル-p-クレゾール(製品名「Tinuvin326」、BASF社製)等の紫外線吸収剤、あるいは染料や顔料等の色素材料を含ませた場合には、上述した分光透過率を好適に満たすことができる。これらの中でも、分光スペクトルの上記傾きが大きく、より選択的にブルーライトを遮蔽できることで、ブルーライトの遮蔽およびYI値の上昇の抑制の両立を図ることができる点から、下記一般式(21)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体が好ましい。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール型以外にもベンゾフェノン型やトリアジン型などの紫外線吸収剤も使用できる。色素材料としては、例えば、オリヱント化学工業株式会社製のBONASORB UA-3911、UA-3912等のインドール系材料やオリヱント化学工業株式会社製のBONASORB UA-3701等のアゾメチン系材料、BASF社製のLumogen F Violet570、Tinuvin Carboprotect等も使用することができる。
Figure 0007268272000021
式中、Rは水素原子又はメチル基を表す。Rは炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基又は炭素数1~6の直鎖状または分岐鎖状のオキシアルキレン基を表す。
上記セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体としては特に制限されないが、具体的な物質名としては、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルアクリレート、3-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]プロピルメタクリレート、3-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]プロピルアクリレート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルメタクリレート、4-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]ブチルアクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ]エチルメタクリレート、2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イルオキシ]エチルアクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、4-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]ブチルメタクリレート、4-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]ブチルアクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルメタクリレート、2-[3-{2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル}プロパノイルオキシ]エチルアクリレート、2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5カルボキシレート、2-(アクリロイルオキシ)エチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(メタクリロイルオキシ)ブチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート、4-(アクリロイルオキシ)ブチル2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-カルボキシレート等を挙げることができる。また、これらセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体は1種類で用いることもできるし、2種類以上を用いることもできる。
光透過性機能層に分光透過率調整剤が存在するか否かは、例えば、赤外分光法やラマン分光法、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析法、液体クロマトグラフィー質量分析法、X線光電子分光法、TOF-SIMSなどの分析法によって確認することができる。
上記分光透過率調整剤は、上述した分光透過率の要件を満たす態様であれば、分光透過率調整層13中でどのような状態で含まれていてもよい。具体的には、例えば、1つの光透過性機能層に上記分光透過率調整剤を含ませて、上述した分光透過率の要件を満たしてもよく、また上記分光透過率の要件を満たす機能を複数の層に分担させてもよい。
上記分光透過率の要件を満たす機能を複数の層に分担させた構成としては、例えば、分光透過率調整層が第1の分光透過率調整層と第2の分光透過率調整層との2層からなる場合には、第1の分光透過率調整層に波長380nmにおける分光透過率のみを達成できるように上記分光透過率調整剤を含有するとともに、第2の分光透過率調整層に波長410nmおよび波長440nmにおける分光透過率の条件を達成できるように上記分光透過率調整剤を含有している構成等が挙げられる。更に、上記分光透過率調整層が3層以上からなり、各分光透過率調整層にて上述した分光透過率の要件を満たすよう上記分光透過率調整剤を含有していてもよい。
上記分光透過率調整剤は、例えば、分光透過率調整層13中に0.05質量%以上50質量%以下で含有されていてもよい。このような範囲で分光透過率調整剤が含有されていることで、上述した分光透過率を満たすことができる。
上記分光透過率調整剤は、分光透過率調整層13において、分光透過率調整層13を構成する樹脂と反応して一体的に含有されていてもよく、分光透過率調整層13を構成する樹脂と反応することなく単独で含有されていてもよい。
分光透過率調整層13を構成する樹脂と反応して一体的に分光透過率調整剤が含まれた分光透過率調整層13としては、具体的には、例えば、上記分光透過率調整剤としてのセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体をAとし、メチルメタクリレート(MMA)をB、その他紫外線吸収剤等(例えば、大塚化学製「RUVA93」やシプロ化成製「SEESORB R18」等)をCとしたとき、これらA、B、Cがアクリル若しくはアクリレートポリマー内に反応結合されており、Aの配合比をX質量部とするときXが10~55質量部であるポリマー)を90質量部、PETAを10質量部含む光透過性機能層用組成物を用いて形成されたもの等が挙げられる。このようにして得られた分光透過率調整層13を有する光学フィルム10は、上述した分光透過率を満たすことができ、ブルーライトの遮蔽性能が優れたものとなる。
分光透過率調整層13は、例えば、電離放射線重合性化合物および分光透過率調整剤を含む分光透過率調整層用組成物を光透過性基材11の一方の面11A側に塗布し、乾燥させ、電離放射線を照射することによって硬化させることによって、形成することができる。
<分光透過率調整層用組成物>
分光透過率調整層用組成物は、電離放射線重合性化合物および分光透過率調整剤の他、溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等を含んでいてもよい。
(重合開始剤)
重合開始剤としては特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、重合開始剤としては、具体例には、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α-アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n-ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホスフィン等が挙げられる。
重合開始剤としては、上記電離放射線重合性化合物がラジカル重合性官能基を有する場合は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル等のラジカル重合開始剤を単独又は混合して用いることが好ましい。ラジカル重合開始剤の中でも、紫外線吸収性能による硬化阻害を抑制する点から、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド(例えば、IGM Resins B.V.社製のOmnirad TPO)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド(例えば、IGM Resins B.V.社製のOmnirad819)、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(例えば、IGM Resins B.V.社製のOmnirad184)、またはこれらの混合物等がより好ましい。
また、上記電離放射線重合性化合物がカチオン重合性官能基を有する場合は、重合開始剤としては、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ベンゾインスルホン酸エステル等のカチオン重合開始剤を単独又は混合物として用いることが好ましい。カチオン重合開始剤の中でも、硬化性に優れる点から、芳香族スルホニウム塩等がより好ましい。
分光透過率調整層用組成物にける上記重合開始剤の含有量は、上記電離放射線硬化型樹脂100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。1質量部未満であると、分光透過率調整層の硬度が不充分となることがあり、10質量部を超えると、塗設した膜の深部まで電離放射線が届かなくなり内部硬化が促進されず、目標とする光学フィルムの表面の硬度(例えば、後述する鉛筆硬度でB以上)が得られないおそれがある。
上記光重合開始剤の含有量の下限は2質量部以上であることがより好ましく、上限は8質量部以下であることがより好ましい。上記光重合開始剤の含有量がこの範囲にあることで、膜厚方向に硬度分布が発生せず、均一な硬度になりやすくなる。
(溶剤)
溶剤としては、使用する電離放射線重合性化合物の種類および溶解性に応じて選択して使用することができ、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合溶媒であってもよい。
分光透過率調整層用組成物中における原料の含有割合(固形分)として特に限定されないが、5質量%以上70質量%以下が好ましく、15質量%以上60質量%以下がより好ましい。
分光透過率調整層用組成物には、硬度を高くする、硬化収縮を抑える、屈折率を制御する、および/または防眩性を付与する等の目的に応じて、従来公知の分散剤、界面活性剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、増粘剤、着色防止剤、着色剤(顔料、染料)、消泡剤、レベリング剤、難燃剤、紫外線吸収剤、接着付与剤、重合禁止剤、酸化防止剤、表面改質剤、易滑剤等を添加していてもよい。
分光透過率調整層用組成物は、光増感剤を混合して用いてもよく、その具体例としては、例えば、n-ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホソフィン等が挙げられる。
分光透過率調整層用組成物の調製方法としては各成分を均一に混合できれば特に限定されず、例えば、ペイントシェーカー、ビーズミル、ニーダー、ミキサー等の公知の装置を使用して行うことができる。
分光透過率調整層用組成物を光透過性基材11上に塗布する方法としては特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ピードコーター法等の公知の方法が挙げられる。
分光透過率調整層用組成物の硬化に用いられる電離放射線源としては、主に190~450nmの波長域に発光ピークを有するものが好ましい。電離放射線源としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク灯、ブラックライト蛍光灯、メタルハライドランプ灯等の光源が挙げられる。
<<オーバーコート層>>
オーバーコート層14は、光学フィルム10の表面10Aにハードコート性を付与する機能を有する層である。「ハードコート性」とは、鉛筆硬度試験で「B」以上の硬度を付与する性質を意味する。鉛筆硬度試験は、50mm×100mmの大きさに切り出された光学フィルムのオーバーコート層の表面に対し鉛筆硬度試験機(製品名「鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(電動式)」、株式会社東洋精機製作所製)を用いて、鉛筆(製品名「ユニ」、三菱鉛筆株式会社製)に2.94Nの荷重を加えながら鉛筆を1mm/秒の移動速度で移動させることにより行うものとする。鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムのオーバーコート層の表面に傷が付かなかった最も高い硬度とする。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数本用いて行うが、鉛筆1本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上オーバーコート層の表面に傷が付かなかった場合には、この硬度の鉛筆においてはオーバーコート層の表面に傷が付かなかったと判断する。上記傷は、鉛筆硬度試験を行ったオーバーコート層の表面を蛍光灯下で透過観察して視認されるものを指す。
オーバーコート層14の膜厚は、1μm以上9μm未満であることが好ましい。オーバーコート層の膜厚が1μm未満であると、所望の硬度が得られないおそれがあり、またオーバーコート層の膜厚が9μm以上となると、オーバーコート層がひずみ応力によって割れるおそれがある。オーバーコート層14の膜厚は、分光透過率調整層13と同様の方法によって求めることができる。
オーバーコート層14は、樹脂から構成することが可能である。オーバーコート層14に含まれる樹脂としては、電離放射線重合性化合物の重合物を含むものである。樹脂は、電離放射線重合性化合物の重合物の他、溶剤乾燥型樹脂や熱硬化性化合物を含んでいてもよい。
オーバーコート層14を構成する電離放射線重合性化合物としては、電離放射線重合性モノマー、電離放射線重合性オリゴマー、または電離放射線重合性プレポリマーが挙げられ、これらを適宜調整して、用いることができる。電離放射線重合性化合物としては、電離放射線重合性モノマーと、電離放射線重合性オリゴマーまたは電離放射線重合性プレポリマーとの組み合わせが好ましい。
電離放射線重合性モノマーとしては、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等の水酸基を含むモノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類が挙げられる。
電離放射線重合性オリゴマーとしては、2官能以上の多官能オリゴマーが好ましく、電離放射線重合性官能基が3つ(3官能)以上の多官能オリゴマーが好ましい。上記多官能オリゴマーとしては、例えば、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエステル-ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポリオール(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
電離放射線重合性プレポリマーは、重量平均分子量が1万を超えるものであり、重量平均分子量としては1万以上8万以下が好ましく、1万以上4万以下がより好ましい。重量平均分子量が8万を超える場合は、粘度が高いため塗工適性が低下してしまい、得られる光透過性樹脂の外観が悪化するおそれがある。多官能プレポリマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル-ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
オーバーコート層14は、例えば、電離放射線重合性化合物を含むオーバーコート層用組成物を分光透過率調整層上に塗布し、乾燥させ、電離放射線を照射することによって硬化させることによって、形成することができる。
<オーバーコート層用組成物>
オーバーコート層用組成物は、電離放射線重合性化合物の他、溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等を含んでいてもよい。溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等は、上記分光透過率調整層用組成物で説明した溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
図1に示される光透過性機能層12は分光透過率調整層13とオーバーコート層14の2層構造となっているが、光透過性機能層は、分光透過率調整層と、オーバーコート層と、オーバーコート層における光透過性基材側の面とは反対側の面に設けられた防汚層等のその他の光透過性機能層とを備えていてもよい。また、光透過性機能層がオーバーコート層を備えていない場合、光透過性機能層は、分光透過率調整層と、分光透過率調整層における光透過性基材側の面とは反対側の面に設けられた防汚層等のその他の光透過性機能層とを備えていてもよい。これらの場合、分光透過率調整層やオーバーコート層は、分光透過率調整層13やオーバーコート層14と同様のものである。防汚層は、光学フィルムを用いた画像表示装置の最表面に汚れ(指紋、水性又は油性のインキ類、鉛筆等)が付着しにくく、または付着した場合でも容易に拭取ることができるという役割を担う層である。また、上記防汚層の形成により、光学フィルムに対して防汚性と耐擦傷性の改善を図ることも可能となる。
上記防汚層は、例えば、防汚剤および樹脂を含む。上記防汚剤は、光学フィルムの最表面の汚れ防止を主目的とするものであり、光学フィルムに耐擦傷性を付与することもできる。
上記防汚剤としては、例えば、フッ素系化合物、ケイ素系化合物、又は、これらの混合化合物が挙げられる。より具体的には、2-パーフロロオクチルエチルトリアミノシラン等のフロロアルキル基を有するシランカップリング剤等が挙げられ、特に、アミノ基を有するものが好ましくは使用することができる。上記樹脂としては特に限定されず、上述の分光透過率調整層13の欄で説明した樹脂が挙げられる。
防汚層は、防汚層が最表面になるように形成することが好ましい。上記防汚層は、例えば分光透過率調整層自身に防汚性能を付与することにより代替することもできる。
<<<他の光学フィルム>>>
光学フィルムは、図3に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層21とを備える光学フィルム20であってもよい。光透過性機能層21の表面21Aが凹凸面となっていることで、例えば、光学フィルム20に防眩性及び/又は耐ブロッキング性を付与することができる。光学フィルム20における光透過性基材11は、光学フィルム10の欄で説明した光透過性基材11と同じものであるので、説明を省略するものとする。
光学フィルム20の物性は、光学フィルム10と同様である。したがって、光学フィルム20においても、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。
<<光透過性機能層>>
光透過性機能層21は、光学フィルム20の分光透過率を調整する機能を有するとともに、防眩機能を有する層である。光透過性機能層21における分光透過率調整機能は、上記分光透過率調整剤を含ませることにより発揮させることができる。また、光透過性機能層21における防眩機能は、表面21Aを凹凸面にすることによって発揮させることができる。例えば、防眩剤を含有させることで表面21を凹凸面にすることができる。防眩剤としては特に限定されず、公知の無機系又は有機系の各種粒子を用いることができる。
上記粒子としては、球形粒子および異形粒子のいずれであってもよい。本明細書における「球形粒子」とは、例えば、真球状、楕円球状等の粒子を意味し、「異形粒子」とは、ジャガイモ状のランダムな凹凸を表面に有する形状の粒子を意味する。上記粒子が球形粒子の場合、真球状のものが好ましい。
上記粒子の平均粒子径としては特に限定されないが、一般的には、0.01μm以上20μm以下とすれば良い。上記粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて撮影した粒子の断面の画像から20個の粒子の粒子径を測定し、20個の粒子の粒子径の算術平均値とする。ただし、粒子が異形粒子である場合には、各粒子の粒子径は、断面において最も長い径と最も短い径との平均値とする。
上記粒子は、防眩性を発揮するものであり、好ましくは透明性の粒子である。このような微粒子の具体例としては、無機系であれば、例えば、シリカビーズ、有機系であれば、例えば、プラスチックビーズが挙げられる。
上記プラスチックビーズの具体例としては、例えば、スチレンビーズ(屈折率1.60)、メラミンビーズ(屈折率1.57)、アクリルビーズ(屈折率1.49)、アクリル-スチレンビーズ(屈折率1.54)、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ等が挙げられる。
光透過性機能層21においては、表面21Aの凹凸の平均間隔をSmとし、凹凸部の平均傾斜角をθaとし、凹凸の算術平均粗さをRaとし、凹凸の十点平均粗さをRzとした場合に、写り込んだ映像のエッジ部分のみを鮮明に見えなくすることで防眩性を担保し、かつ、大きな拡散をなくして迷光発生を防ぐとともに正透過部分を適度に持たせることで、輝きを持つ映像でかつ明室及び暗室でのコントラストに優れた光学フィルムを得るという観点により、下記式(A-1)~(A-4)を満たすことが好ましい。Smが下記式(A-1)の下限未満であると、凝集の制御が困難となるおそれがあり、またSmが下記式(A-1)の上限を超えると、映像の細やかさが再現できず大味な映像になる等の不具合を生じるおそれがある。また、θa、Ra、Rzが下記式(A-2)~(A-4)の下限未満であると、外光の映り込みを抑えることができないことがある。また、θa、Ra、Rzが下記式(A-2)~(A-4)の上限を超えると、正透過成分の減少により映像の輝きが減少したり、外光の拡散反射の増加による明室コントラストの低下や、透過映像光からの迷光が増加することにより暗室コントラストが低下したりするおそれがある。
50μm<Sm<600μm …(A-1)
0.1°<θa<1.5° …(A-2)
0.02μm<Ra<0.30μm …(A-3)
0.30μm<Rz<2.00μm …(A-4)
光透過性機能層21の表面21Aは、上記観点から、下記式(B-1)~(B-4)を満たすことがより好ましい。
100μm<Sm<400μm …(B-1)
0.1°<θa<1.2° …(B-2)
0.02μm<Ra<0.15μm …(B-3)
0.30μm<Rz<1.20μm …(B-4)
光透過性機能層21の表面21Aは、下記式(C-1)~(C-4)を満たすことがさらに好ましい。
120μm<Sm<300μm …(C-1)
0.1°<θa<0.5° …(C-2)
0.02μm<Ra<0.12μm …(C-3)
0.30μm<Rz<0.80μm …(C-4)
本明細書において、上記Sm、RaおよびRzは、JIS B0601:1994に準拠する方法で得られる値であり、θaは、表面粗さ測定器であるSE-3400(株式会社小坂研究所製)の取り扱い説明書(1995.07.20改訂)に記載の定義により得られる値であり、図4に示すように、基準長さLに存在する凸部高さの和(h+h+h+・・・+h)のアークタンジェントθa=tan-1{(h+h+h+・・・+h)/L}で求められる。このようなSm、θa、Ra、Rzは、例えば、表面粗さ測定器(製品名「SE-3400」、株式会社小坂研究所製)を用いて、光透過性機能層21の表面21Aにおいて、少なくとも目視で異常のない箇所(大きい異物や擦りキズ等がない箇所)をランダムに3箇所選択し、それらの箇所において測定された値の算術平均値とする。この場合の測定条件は、光学フィルム10の表面10AにおけるRaと測定条件と同様である。また、Raは、光学フィルム10の表面10AにおけるRaと同様に原子間力顕微鏡(製品名「WET-9100」、島津製作所製)を用いても測定が可能である。
光透過性機能層21が、耐ブロッキング性を有する場合、光透過性機能層21は、例えば、ブロッキング防止剤を含有することが好ましい。ブロッキング防止剤としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸等のケイ酸塩、その他、カオリン、タルク、けいそう土等の無機化合物系の1種ないし2種以上が挙げられる。
無機化合物系のブロッキング防止剤の平均粒子径は、0.01μm以上20μm以下であることが好ましい。ブロッキング防止剤の平均粒子径が0.01μm未満であると、光透過性機能層の表面の凹凸形状が小さく、アンチブロッキング効果が得られ難く、また、平均粒子径が20μmを超えると、光透過性機能層の表面の凹凸が大きくなり過ぎ、光学フィルム同士が擦れたとき、傷痕等が発生することがある。
ブロッキング防止剤としては、例えば、高密度ポリエチレン、分子量300000以上の超高分子ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル系樹脂、その他等の微粉末等からなる有機化合物系を原料の1種ないし2種以上とするものであってもよい。
ブロッキング防止剤の含有量は、光透過性機能層を構成する樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上6質量部以下であることが好ましく、2質量部以上5質量部以下であることがより好ましい。ブロッキング防止剤の含有量が0.01質量部未満であると、光透過性機能層の表面の凹凸形状の形成が不充分となり、耐ブロッキング性が不充分となることがあり、また6質量部を超えると、光透過性機能層の透明性が低下することがある。
<<<他の光学フィルム>>>
光学フィルムは、図5に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層31とを備える光学フィルム30であってもよい。光透過性機能層31は、分光透過率調整層32と、分光透過率調整層32における光透過性基材11側とは反対側に設けられた積層構造の複数の蒸着層33とを備えている。複数の蒸着層33を備えることで、上述した分光透過率の要件をより好適に満たすことができる。
光学フィルム30の物性は、光学フィルム10と同様である。したがって、光学フィルム30においても、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。
<<分光透過率調整層>>
分光透過率調整層32は、分光透過率調整層13と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
<<蒸着層>>
蒸着層33としては、例えば、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、ニオブ(Nb)等の無機物又は無機酸化物の蒸着層であることが好ましい。なかでも、ケイ素(Si)とニオブ(Nb)とからなる蒸着層であることが好ましい。
蒸着層33としては、スパッタリング法によって形成された層であることが好ましい。上記蒸着層がスパッタリング法によって形成された層であることで、多層薄膜蒸着した際に、より精密な膜厚制御が可能となる。
蒸着層33の膜厚は3nm以上150nm以下で、5層以上20層以下積層されていることが好ましい。このような蒸着層33を分光透過率調整層32上に有することで、光学フィルム30は、蒸着層33に起因した着色を防止し、上述した分光透過率の要件をより好適に満たすことができる。蒸着層の各膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査透過型電子顕微鏡(STEM)を用いて、蒸着層の断面を撮影し、その断面の画像において蒸着層の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値とする。
蒸着層の断面をTEMやSTEMで撮影する場合、具体的な断面写真の撮影方法を以下に記載する。まず、1mm×10mmの大きさに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm以上100nm以下の切片を切り出す。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いることができる。そして、この穴等がない均一な切片を測定サンプルとする。その後、走査透過型電子顕微鏡(STEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影する。上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、検出器を「TE」、加速電圧を「30kV」、エミッション電流を「10μA」にして断面観察を行う。倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよび明るさを各層が見分けられるか観察しながら5000倍~20万倍で適宜調節する。好ましい倍率は、1万倍~10万倍、更に好ましい倍率は1万倍~5万倍であり、最も好ましい倍率は2.5万倍~5万倍である。なお、上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、さらに、アパーチャーを「ビームモニタ絞り3」にし、対物レンズ絞りを「3」にし、またW.D.を「8mm」にしてもよい。また、四酸化オスミウム、四酸化ルテニウム、リンタングステン酸など染色処理を施すと、層間の界面ラインが見やすくなるので、染色処理を行ってもよい。
<<<他の光学フィルム>>>
光学フィルムは、図6に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層41とを備える光学フィルム40であってもよい。光透過性機能層41は、分光透過率調整層42と、分光透過率調整層42における光透過性基材11側とは反対側に設けられた互いに屈折率が異なる複数の不可視化層43を更に含むことが好ましい。光学フィルム40は、タッチパネルを搭載した画像表示装置に好適に用いられるが、不可視化層43を有することで、ITO等の無機透明導電材料からなるセンサ電極(透明電極層)が表示面で観察されることを防止できる。
光学フィルム40の物性は、光学フィルム10と同様である。したがって、光学フィルム40においても、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。
<<分光透過率調整層>>
分光透過率調整層42は、分光透過率調整層13と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
<<不可視化層>>
不可視化層43としては特に限定されず、不可視化層として従来公知のものが挙げられるが、例えば、無機透明導電材料よりも高い屈折率を有する高屈折率層43Aと、高屈折率層43Aよりも屈折率の低い低屈折率層43Bとの積層構造を有することが好ましい。なお、不可視化層43は、光透過性基材11の両面側に設けられていてもよい。
<高屈折率層>
高屈折率層43Aは、屈折率が1.50以上2.00以下であることが好ましい。高屈折率層43Aの屈折率の下限は1.60以上であることがより好ましく、また上限は1.75以下であることがより好ましい。高屈折率層43Aの屈折率を測定する方法としては、高屈折率層43Aをカッターなどで削り取り、粉状態のサンプルを作製し、JIS K7142:2008のB法(粉体または粒状の透明材料用)に従ったベッケ法(屈折率が既知のカーギル試薬を用い、前記粉状態のサンプルをスライドガラスなどに置き、そのサンプル上に試薬を滴下し、試薬でサンプルを浸漬する。その様子を顕微鏡観察によって観察し、サンプルと試薬の屈折率が異なることによってサンプル輪郭に生じる輝線(ベッケ線)が目視で観察できなくなる試薬の屈折率を、サンプルの屈折率とする方法)を用いて測定するものとする。
高屈折率層43Aの膜厚は10nm以上200nm以下であることが好ましい。高屈折率層43Aの膜厚の下限は30nm以上であることが好ましく、上限は100nm以下であることがより好ましい。高屈折率層43Aの膜厚は、蒸着層33の膜厚と同様の方法によって求めるものとする。
高屈折率層43Aとしては、上述した無機透明導電材料の屈折率よりも高い屈折率を有する層であれば特に限定されないが、例えば、高屈折率微粒子と、バインダー樹脂とから構成されることが好ましい。
上記高屈折率微粒子としては、例えば、金属酸化物微粒子が挙げられる。上記金属酸化物微粒子としては、例えば、酸化チタン(TiO、屈折率:2.3~2.7)、酸化ニオブ(Nb、屈折率:2.33)、酸化ジルコニウム(ZrO、屈折率:2.10)、酸化アンチモン(Sb、屈折率:2.04)、酸化スズ(SnO、屈折率:2.00)、スズドープ酸化インジウム(ITO、屈折率:1.95~2.00)、酸化セリウム(CeO、屈折率:1.95)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO、屈折率:1.90~2.00)、ガリウムドープ酸化亜鉛(GZO、屈折率:1.90~2.00)、アンチモン酸亜鉛(ZnSb、屈折率:1.90~2.00)、酸化亜鉛(ZnO、屈折率:1.90)、酸化イットリウム(Y、屈折率:1.87)、アンチモンドープ酸化スズ(ATO、屈折率:1.75~1.85)、リンドープ酸化スズ(PTO、屈折率:1.75~1.85)等が挙げられる。これらの中でも、屈折率の観点から、酸化ジルコニウムが好ましい。
高屈折率層43Aを構成するバインダー樹脂としては特に限定されず、例えば、表面硬度を高くする観点から、熱硬化性樹脂または電離放射線重合性化合物等の重合物(架橋物)であるものが好ましく、これらの中でも電離放射線重合性化合物の重合物であるものがより好ましい。このようなバインダー樹脂としては、上述した分光透過率調整層13を構成する樹脂成分と同様のもの挙げられる。
高屈折率層43Aは、例えば、分光透過率調整層13と同様の方法で形成することができる。具体的には、例えば、分光透過率調整層42における光透過性基材11側の面とは反対側の面に形成する場合、分光透過率調整層42の表面に、少なくとも高屈折率微粒子と、熱硬化性樹脂または電離放射線重合性化合物とを含む高屈折率層用組成物を塗布し形成した塗膜を乾燥させ、その後、加熱または紫外線等の電離放射線を照射することによって、高屈折率層用組成物を硬化させることで高屈折率層43Aを形成することができる。
<低屈折率層>
低屈折率層43Bは、高屈折率層43Aの屈折率よりも低い屈折率を有する層である。低屈折率層43Bの屈折率は、1.35以上1.55以下であることが好ましい。低屈折率層43Bの屈折率の下限は1.40以上であることがより好ましく、上限は1.50以下であることがより好ましい。低屈折率層43Bの屈折率は、高屈折率層43Aの屈折率と同様の方法によって求めるものとする。
低屈折率層43Bの膜厚は、1nm以上200nm以下であることが好ましい。低屈折率層43Bの膜厚の下限は5nm以上であることがより好ましく、また上限は100nm以下であることが好ましい。低屈折率層43Bの膜厚は、蒸着層33の膜厚と同様の方法によって求めるものとする。
低屈折率層43Bとしては、例えば、低屈折率微粒子とバインダー樹脂とから構成されるもの、また、低屈折率樹脂から構成されるものが挙げられる。
上記低屈折率微粒子としては、例えば、シリカ、又は、フッ化マグネシウムからなる中実若しくは中空粒子等が挙げられる。なかでも、中空シリカ粒子が好ましく、このような中空シリカ粒子は、例えば、特開2005-099778号公報の実施例に記載の製造方法にて作製できる。
低屈折率層43Bを構成するバインダー樹脂としては、高屈折率層43Aを構成するバインダー樹脂と同様のものが挙げられる。ただし、上記バインダー樹脂に、フッ素原子を導入した樹脂や、オルガノポリシロキサン等の屈折率の低い材料を混合してもよい。上記低屈折率樹脂としては、例えば、フッ素原子を導入した樹脂や、オルガノポリシロキサン等の屈折率の低い樹脂等も挙げられる。
低屈折率層43Bは、例えば、分光透過率調整層13と同様の方法によって形成することができる。具体的には、まず、高屈折率層43Aの表面に、少なくとも低屈折率微粒子と熱硬化性樹脂または電離放射線重合性化合物とを含む低屈折率層用組成物を塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥させ、その後、加熱または紫外線等の電離放射線の照射によって低屈折率層用組成物を硬化させることで低屈折率層43Bを形成することができる。
高屈折率層43Aと低屈折率層43Bとの間には、高屈折率層43Aの屈折率よりも低く、かつ、低屈折率層43Bの屈折率よりも高い屈折率を有する中屈折率層が設けられていてもよい。
<<<他の光学フィルム>>>
光学フィルムは、図7に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層51とを備える光学フィルム50であってもよい。光透過性機能層51は、分光透過率調整層52と、分光透過率調整層52における光透過性基材11側とは反対側に設けられ、屈折率が分光透過率調整層52の屈折率よりも低い低屈折率層53を更に含むことが好ましい。光学フィルム50は、低屈折率層53を有することで、外光反射を抑制することができる。また、光学フィルムは、分光透過率調整層と低屈折率層との間に、屈折率が分光透過率調整層の屈折率よりも高い高屈折率層をさらに備えていてもよい。
光学フィルム50の物性は、光学フィルム10と同様である。したがって、光学フィルム40においても、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。
<<分光透過率調整層および低屈折率層>>
分光透過率調整層52は分光透過率調整層13と同様であり、低屈折率層53は低屈折率層43Bと同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
本発明者らは、光学フィルムの黄色味の問題に関して、鋭意研究したところ、波長410nm付近の光を吸収しすぎると、光学フィルムを透過する透過光が黄色味を帯びることを見出した。本実施形態によれば、光学フィルム10、20、30、40の波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満であり、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上であるので、波長380nm以下の光を充分に吸収させ、波長410nm付近の光を吸収しすぎず、適度に透過させ、かつ波長440nm以上の光を充分に透過させることができる。これにより、ブルーライトを遮蔽でき、かつ光学フィルムの黄色味を抑制できる。
また、部材間を確実に粘着層により固定するためには、上記したように粘着層の厚みは10μm以上であることが必要となる。これに対し、光透過性機能層12、21、31、41、51は粘着層を備えていないので、膜厚を9μm以下とすることができ、粘着層に分光透過率調整剤を含ませた場合よりも、厚みを薄くすることができる。これにより、光学フィルム10、20、30、40、50の薄型化を図ることができる。また、光学フィルム10、20、30、40、50の薄型化を図ることができるので、画像表示装置の薄型化および軽量化を図ることができる。
粘着層に分光透過率調整剤を含ませると、粘着力の低下の他、熱収縮率が変化することにより、被着体等の変形が生じまたは所望の寸法が得られないおそれがある。これに対し、光学フィルム10、20、30、40、50は粘着層を備えていないので、このような問題もない。また、光学フィルム10、20、30、40、50は粘着層を備えていないので、使い勝手がよい。
<<<偏光板>>>
光学フィルム10、20、30、40、50は、偏光板に組み込んで使用することが可能である。図8は、本実施形態に係る偏光板の概略構成図である。図8に示されるように、偏光板60は、光学フィルム10と、偏光子61と、保護フィルム62とをこの順で備えている。なお、偏光板60においては、光学フィルム10を用いているが、光学フィルム10の代わりに光学フィルム20、30、40、50を用いてもよい。また、偏光板60においては、光学フィルム10の光透過性基材11側に偏光子61が設けられているが、光学フィルムの光透過性機能層側に偏光子が設けられていてもよい。
光学フィルム10と偏光子61および偏光子61と保護フィルム62は、例えば、水系接着剤または紫外線硬化性接着剤によって貼り合わせられている。偏光板60は、円偏光板であってもよい。偏光板60が円偏光板であることによって、有機発光ダイオードパネル(OLEDパネル)を備える画像表示装置に用いる場合に、外光をカットすることができる。
<<偏光子>>
偏光子61は、光透過性基材11における光透過性機能層12側の面とは反対側の面に設けられている。偏光子61は、ヨウ素または二色性色素により染色し、一軸延伸させたポリビニルアルコール系樹脂フィルムが上げられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂を鹸化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体等が挙げられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂は、変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等を用いることもできる。
<<保護フィルム>>
保護フィルム62としては、例えば、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)や(メタ)アクリル樹脂フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)等が挙げられる。
<<<画像表示装置>>>
光学フィルム10、20、30、40、50または偏光板60は、画像表示装置に組み込んで使用することが可能である。図9は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。図9に示されるように、画像表示装置70は、表示パネル80と、表示パネル80よりも観察者側に配置されたタッチセンサ90と、タッチセンサ90よりも観察側に配置され、かつ画像表示装置70の表面70Aを構成するカバー部材100とを備えている。
表示パネル80は、観察者側に向けて、主に、表示素子81、接着層82、位相差フィルム83、接着層84、λ/4フィルム85、接着層86、および偏光板60をこの順に備えている。偏光板60は、光学フィルム10が観察者側となるように配置されている。表示パネル80は、表示素子81が、有機発光ダイオード(OLED)素子となっているので、このような構成となっている。なお、画像表示装置70は、光学フィルム10を備えているが、光学フィルム10の代わりに光学フィルム20、30、40、50を用いてもよい。
上記したように表示素子81は、有機発光ダイオード(OLED)素子となっているが、表示素子としては、液晶表示素子、無機発光ダイオード素子、または量子ドット発光ダイオード(QLED)であってもよい。接着層82、86としては、例えば、感圧接着剤からなる接着層が挙げられ、接着層84としては、電離放射線重合性化合物を含む液状の電離放射線硬化性接着剤(例えば、OCR:optically clear resin)の硬化物が挙げられる。
タッチセンサ90としては、公知のタッチセンサを用いることができる。タッチセンサ90は、表示パネル80とカバー部材100との間に配置されているが、表示素子81と位相差フィルム83との間に配置されていてもよい。カバー部材100は、カバーガラスまたは光透過性樹脂からなるカバーフィルムであってもよい。
表示パネル80とタッチセンサ90およびタッチセンサ90とカバー部材100は、それぞれ、感圧接着剤や電離放射線硬化性接着剤の硬化物からなる接着層111、112によって接着されている。ただし、表示パネル80とタッチセンサ90の間およびタッチセンサ90とカバー部材100の間は、空気層(エアギャップ)であってもよい。
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。なお、文中、「部」又は「%」とあるのは特に断りのない限り、質量基準とする。
<実施例1>
(セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体の合成)
200mLの4つ口フラスコに玉付きコンデンサー、水銀温度計、撹拌装置を取り付け、6-[5-(2-ヒドロキシエチル)-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル]ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール4.0g(0.013モル)、トルエン40mL、メタクリル酸1.8g(0.021モル)、メタンスルホン酸0.4g(0.004モル)を入れて、110~115℃で4時間還流脱水した。次いで、水30mL、炭酸ナトリウム0.6g(0.006モル)を加え、静置して下層部の水層を分離して除去し、活性炭0.2gを加え、還流撹拌して脱色させた。そして、ろ過した後に、ろ液からトルエン40mLを減圧で回収し、イソプロピルアルコール100mLを加え、析出した結晶をろ過し、イソプロピルアルコール40mLで洗浄した後、減圧下40℃で乾燥し、黄色結晶を4.2g得た。この黄色結晶4.2gをイソプロピルアルコールでリパルプ洗浄して、減圧下40℃で乾燥し、セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体として、3.4gの2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレートを得た。
(セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体が反応結合されたアクリルポリマーの合成)
四つ口フラスコにジムロート冷却器、水銀温時計、窒素ガス吹き込み管、攪拌装置を取り付け、合成した2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレートを8質量部、他の単量体としてのメチルメタクリレート(MMA)を32質量部、溶媒としてのトルエン20質量部、メチルエチルケトン20質量部、及び、重合開始剤としての1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)0.6質量部を入れて、攪拌しながら窒素ガス流量10mL/minで1時間フラスコ内を窒素置換後に、反応液温度90~96℃で10時間還流状態にて重合反応を行った。
重合反応終了後、トルエン10質量部、MEK10質量部を追加し、セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体がMMAおよび紫外線吸収剤に反応結合されたアクリルポリマー(1)溶液100.6質量部を得た。
(分光透過率調整層用組成物1の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)および上記アクリルポリマー(1)を固形分質量比80:20で混ぜ合わせ、固形分25%まで溶剤(メチルエチルケトンおよびトルエン、質量比80:20)にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物160質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物1を調製した。
(オーバーコート層用組成物1の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を、固形分50%まで溶剤(メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50)にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物200質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184)4質量部と、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、オーバーコート層用組成物を調製した。
(光学フィルムの製造)
得られた分光透過率調整層用組成物1を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cmになるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が5μmの分光透過率調整層を形成した。
分光透過率調整層を形成した後、ミヤバーにて分光透過率調整層の表面にオーバーコート層用組成物1を塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で70℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cmになるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が4μmのオーバーコート層を形成した。これにより、トリアセチルセルロース基材上に膜厚5μmの分光透過率調整層(SA層)および膜厚4μmのオーバーコート層(OC層)からなる膜厚9μmの光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。分光透過率調整層の膜厚は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、分光透過率調整層の断面を撮影し、その断面の画像において分光透過率調整層の膜厚を20箇所測定し、その20箇所の膜厚の算術平均値とした。具体的な断面写真の撮影方法は以下の通りとした。まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、このブロックから一般的な切片作製方法によって穴等がない均一な、厚さ70nm~300nm程度の切片を切り出した。切片の作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)等を用いた。そして、この穴等がない均一な切片が切り出された残りのブロックを測定サンプルとした。その後、走査型電子顕微鏡(SEM)(製品名「S-4800」、株式会社日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、測定サンプルの断面写真を撮影した。上記S-4800を用いて断面写真を撮影する際には、検出器を「SE」、加速電圧を「5kV」、エミッション電流を「10μA」にして断面観察を行った。倍率については、フォーカスを調節しコントラストおよび明るさを各層が見分けられるか観察しながら光透過性機能層の膜厚に応じて1000倍~1万倍の範囲内で適宜調節した。具体的には、膜厚の測定ブレを低減するために光透過性機能層の9μmの場合は2000倍、5μmの場合は2000~5000倍で調節した。さらに、アパーチャーを「ビームモニタ絞り1」にし、対物レンズ絞りを「2」にし、またW.D.を「8mm」にした。また、オーバーコート層の膜厚も、分光透過率調整層の膜厚と同様の方法によって測定した。なお、実施例2~5および比較例1~3においても、実施例1と同様の手法によって分光透過率調整層やオーバーコート層の膜厚を測定した。
<実施例2>
実施例2においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を67:33にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
<実施例3>
実施例3においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を50:50にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
<実施例4>
実施例4においては、分光透過率調整層の膜厚を2μmにしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
<実施例5>
(分光透過率調整層用組成物2の調製)
ポリエステル樹脂(製品名「バイロン24SS」、東洋紡株式会社製)を固形分25%までメチルエチルケトンにて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物120質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、インドール化合物(製品名「BONASORB UA-3912」、オリヱント化学工業株式会社製)を3質量部、およびベンゾトリアゾール化合物(製品名「JF-79」、城北化学株式会社製)5質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物2を調製した。
(光学フィルムの製造)
得られた分光透過率調整層用組成物2を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が50mJ/cmになるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が5μmの分光透過率調整層を形成した。これにより、トリアセチルセルロース基材上に膜厚5μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
<比較例1>
比較例1においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を90:10にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
<比較例2>
(分光透過率調整層用組成物3の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を固形分25%まで溶剤メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物400質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、インドール化合物(オリヱント化学工業株式会社製 製品名「BONASORB UA-3912」)を3質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物3を調製した。
(光学フィルムの製造)
得られた分光透過率調整層用組成物3を用いたこと以外は、実施例5と同様にして、トリアセチルセルロース基材上に膜厚5μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
<比較例3>
(分光透過率調整層用組成物4の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を固形分25%まで溶剤メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物400質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、ベンゾトリアゾール化合物(製品名 「JF-79」、城北化学株式会社製)7質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物4を調製した。
(光学フィルムの製造)
得られた分光透過率調整層用組成物4を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cmになるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が8μmの分光透過率調整層を形成した。これにより、トリアセチルセルロース基材上に膜厚8μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
<分光透過率>
実施例および比較例に係る光学フィルムにおいて、波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率を測定した。具体的には、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。上記光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、以下の測定条件で、波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率を求めた。波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。なお、図10に、実施例1~5および比較例1~3に係る分光透過率のグラフを示した。
(測定条件)
・波長域:300nm~780nm
・スキャン速度:高速
・スリット幅:2.0
・サンプリング間隔:オート(0.5nm間隔)
・照明:C
・光源:D2およびWI
・視野:2°
・光源切替波長:360nmm
・S/R切替:標準
・検出器:PM
・オートゼロ:ベースラインのスキャン後550nmにて実施
<ブルーライトカット(遮蔽)率>
実施例および比較例に係る光学フィルムのブルーライトカット率(BLカット率)を測定した。具体的には、まず、JIS T7333:2005に準拠して、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長380nm~495nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長380nm~495nmの分光透過率を求めた。そして、ブルーライトカット率(%)をAとし、380nm~495nmの透過率の平均値(%)をBとして、ブルーカット率を下記式によって求めた。なお、ブルーライトカット率は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
A=100-B
<イエローインデックス(YI)、色座標aおよび色座標b
実施例および比較例に係る光学フィルムのイエローインデックス、色座標aおよび色座標bを測定した。具体的には、まず、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長300nm~780nmの透過率を測定した。そして、UV-2450に接続されたモニター上で、上記透過率の測定データを読み込み、計算項目にて「YI」、「a」および「b」にチェックを入れることによってYI、aおよびbを得た。波長300nm~780nmの透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
<波長410nm~420nmにおける分光透過率の傾き>
実施例および比較例に係る光学フィルムにおいて、波長410nm~420nmにおける分光透過率の傾きを求めた。具体的には、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長410nm~420nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長410nm~420nmの分光透過率をそれぞれ求めた。次いで、得られた分光透過率を用いて、最小二乗法によって波長410nm~420nmの分光透過率の傾きを求めた。この傾きは、3回測定して得られた値の算術平均値とした。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
<インデンテーション硬さ>
実施例および比較例に係る光学フィルムにおける分光透過率調整層のインデンテーション硬さをそれぞれ測定した。インデンテーション硬さは、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて、測定した。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、ナノインデンテーション法での硬度測定に適した測定用サンプルを作製した。測定用サンプルの作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)を用いた。次いで、このような測定サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されるか否か確認した。その後、測定サンプルの圧子を押し込む面がステージの載置面と平行となるように測定サンプルをHYSITRON(ハイジトロン)社製のTI950 TriboIndenterのステージに固定した。そして、SEMによる観察で、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察された場合には、分光透過率調整層の中央の平坦な部分に、また分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されなかった場合には、光透過性機能層の中央の平坦な部分に、荷重制御方式で、最大押し込み荷重が300μNとなるように、バーコビッチ型圧子を10nm/sの速度で測定位置に押し込み、その後、最大荷重で5秒間保持した後に同速度で除荷をした。そして、このときの押し込み荷重F(μN)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、荷重-変位曲線を作成し、作成された荷重-変位曲線から、最大押し込み荷重Fmax(N)を、圧子と分光透過率調整層が接している投影面積A(mm)で除した値により求めた。上記Aは装置標準の方法で圧子先端曲率を補正した接触投影面積とした。なお、インデンテーション硬さは、10箇所測定して得られた値の算術平均値とした。
<屈曲性>
実施例および比較例において、JIS K5600-5-1:1999に準拠して、マンドレル試験を行い、屈曲性を評価した。具体的には、100mm×25mmの大きさに切り出した光学フィルムを直径2mmのステンレス棒に光透過性機能層が外側となり、かつ光学フィルムの長辺方向の両端部が対向するように巻き付けた。この状態で、5秒間保持した後、光学フィルムを開放し、ステンレス棒に接していた光学フィルムの短辺方向にクラック(ひび)が発生しているかを確認した。また、光透過性機能層が内側となるように上記同様の条件でマンドレル試験を行い、ステンレス棒に接していた光学フィルムの短辺方向にクラックが発生しているかを確認した。評価結果は、以下の通りとした。
○:いずれのマンドレル試験においても、光学フィルムにクラックが確認されなかった。
×:いずれかのマンドレル試験において、光学フィルムにクラックが確認された。
<表示パネル劣化評価>
実施例および比較例に係る光学フィルムを有機発光ダイオードパネル(OLEDパネル)上に配置したサンプルにおいて耐光性試験を行い、OLEDパネルが劣化するか否かを評価した。具体的には、サンプルは、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムと、スマートフォン(製品名「Galaxy S7」、Samsung Electronics Co., Ltd.製)が下側となるようにOLEDパネル上に配置することによって作製された。そして、このサンプルのOLEDパネルを発光させて、光学フィルムから出射する光の輝度を、光学フィルムの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。その後、このサンプルを耐光性試験機(製品名「紫外線フェードメータU48AU」、スガ試験機株式会社製)内に配置して、42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光学フィルムの表面側から50時間照射する耐光性試験を行った。そして、耐光性試験機からサンプルを取り出し、耐光性試験後のサンプルのOLEDパネルを発光させて、光学フィルムから出射する光の輝度を、光学フィルムの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。測定したこれらの輝度から、耐熱性試験前の輝度に対する耐熱性試験後の輝度の維持率を求めた。輝度維持率は、輝度維持率をAとし、耐熱性試験前のサンプルから出射する光の輝度をBとし、耐熱性試験後のサンプルから出射する光の輝度をCとし、下記式によって求めた。
A=C/B×100
そして、得られた輝度維持率から耐光性試験によってOLEDパネルが劣化したか否かを確認した。具体的には、輝度維持率が80%未満である場合には、OLEDパネルが劣化した評価し、輝度維持率が80%以上である場合には、OLEDパネルが劣化していないと評価した。評価基準は以下の通りとした。
○:OLEDパネルの劣化が確認されなかった。
×:OLEDパネルの劣化が確認された。
以下、結果を表1および表2に示す。
Figure 0007268272000022
Figure 0007268272000023
表1に示されたように、比較例1~3に係る光学フィルムにおいては、波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満であり、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上であるという要件を満たしていなかったので、薄型であったとしても、ブルーライトカット(遮蔽)率に劣り、および/または光学フィルムの黄色味が抑制されていなかった。なお、YIはカットする波長の範囲によって影響を受けるため、添加する分光透過率調整剤の種類や比率を変えることである程度の調整が可能である。このため、比較例1、3に係る光学フィルムにおいては、YIは低かったが、410nmの分光透過率が高く、ブルーライトカット率に劣っていた。また、YIの低減のためには、可視光域にて分光曲線がシャープな立ち上がり(波長410nm~420の分光透過率の傾きが高い値)となることが好ましいが、比較例2に係る光学フィルムにおいては、波長410nm~420nmにおける分光透過率の傾きが小さいため、YIが高かったものと考えられる。
これに対し、実施例1~5に係る光学フィルムにおいては、波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満であり、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上であるという要件を満たしていたので、薄型でありながら、ブルーライトカット(遮蔽)率に優れ、かつ光学フィルムの黄色味が抑制されていた。
10、20、30、40、50…光学フィルム
11…光透過性基材
12、21、31、41、51…光透過性機能層
13、32、42、52…分光透過率調整層
14…オーバーコート層
33…蒸着層
43…不可視化層
43A…高屈折率層
43B…低屈折率層
50…偏光板
51…偏光子
60…画像表示装置
70…表示パネル
71…表示素子

Claims (8)

  1. 光透過性基材と、前記光透過性基材の一方の面側に設けられた光透過性機能層とを備える光学フィルムであって、
    波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、
    波長410nmにおける分光透過率が31.6%以上60%未満であり、かつ
    波長440nmにおける分光透過率が70%以上であり、
    前記光透過性基材が、光透過性樹脂を含み、
    前記光透過性機能層の膜厚が、9μm以下である、光学フィルム。
  2. 前記光学フィルムのイエローインデックスが、1以上12以下である、請求項1に記載の光学フィルム。
  3. 前記光学フィルムのブルーライトの遮蔽率が、30%以上である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
  4. 最小二乗法を用いて得られた波長410nm~420nmの範囲の透過スペクトルの傾きが2以上である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光学フィルム。
  5. 前記光透過性機能層が、樹脂および分光透過率調整剤を含む分光透過率調整層を備える、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の光学フィルム。
  6. 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
    前記光学フィルムの一方の面側に設けられた偏光子と、
    を備える、偏光板。
  7. 表示素子と、
    前記表示素子よりも観察者側に配置された請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルムまたは請求項6に記載の偏光板と、
    を備える、画像表示装置。
  8. 前記表示素子が、有機発光ダイオード表示素子である、請求項7に記載の画像表示装置。
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